Question

12．在“测量小灯泡的功率”的实验中．
（1）小明设计了如图甲所示的电路图．按照电路图，已完成部分实物电路连接（如图乙所示）．根据图乙中的信息，电压表量程应选0～3V；若开关闭合后，向左移动滑动变阻器滑片P，能使电路中电流变大，应将开关右侧接线柱与滑动变阻器的A（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱相连．
（2）正确连接好电路，闭合开关后发现：小灯泡不亮，电流表示数为零，而电压表示数接近电源电压，经检查，电流表是完好的，仅滑动变阻器或小灯泡存在故障，则电路中的故障是小灯泡断路．排除故障后，闭合开关，仍发现小灯泡不亮，电流表指针偏转很小，要使该小灯泡发光只需向左移动滑动变阻器的滑片．
（3）观察小灯泡在不同电压下的亮度，读出电压表，电流表示数，实验记录见表：

实验序号	电压U/V	电流I/A	小灯泡亮度	实际功率P/W
1	2	0.18	偏暗	0.36
2	2.5	0.2	正常发光	0.5
3	3		偏亮

①由表格可知：该小灯泡额定电压为2.5V．
②当小灯泡两端电压为3V时，小灯泡偏亮，小明担心灯丝会烧断，于是立即断开开关，未读取电流表示数．同组的小华观察到当时电流表指针的位置如图丙所示，则通过小灯泡的电流为0.22A，小灯泡的实际功率为0.66W．
（4）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为小华同学的观点是错误的，理由是：灯丝电阻随温度的变化而变化，无法控制导体的电阻一定．

Answer 1

分析 （1）由图乙中电源两节干电池可确定电压表的量程；滑动变阻器滑片以左部分电阻丝连入电路中；
（2）电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，据此判断故障所在；连接电路时，滑动滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，要使灯正常发光，要移动滑片使变阻器连入电路的电阻减小；
（3）①小灯泡正常发光时的电压即为额定电压；②确定电流表小量程的分度值读数，根据P=UI计算实际功率；（4）根据欧姆定律，可求小灯泡灯丝的阻值；探究电流与电压的关系时，要保持电阻大小不变．

解答 解：（1）电源为二节干电池，电源电压为3V，所以电压表选用小量程；
开关闭合后，向左移动滑动变阻器的滑片P，能使电路中电流变大，即变阻器连入电路中的电阻减小，需要将滑片左侧电阻丝连入电路，故应将开关右侧接线柱与滑动变阻器的A接线柱相连；
（2）闭合开关后，灯不亮，电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为与电压表并联的小灯泡断路．（若滑动变阻器短路，则电流表示数不为0，灯亮；若滑动变阻器断路，则电流表无示数，均与题目不符，排除了变阻器的故障）；
排除故障后，闭合开关，仍发现小灯泡不亮，电流表指针偏转很小，说明灯的电压太小，滑动变阻器连入电路中的电阻太大．为了增大灯泡的电压，就要减小变阻器两端的电压，根据分压原理可知，要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，需向左移动变阻器的滑片；
（3）根据表格数据可知，电流表选用的是小量程，电流表小量程的分度值为0.02A，电流表示数为0.22A，小灯泡的实际功率：P=UI=3V×0.22A=0.66W；
（4）根据欧姆定律，能测出小灯泡灯丝的阻值；灯丝的电阻不是一个定值，而是随温度的升高而变大，而在探究电流与电压的关系时，要保持电阻大小不变，改变电压，记录对应的电流，所以小华的观点是错误的．
故答案为：（1）3； A；   
 （2）小灯泡断路； 向左移动滑动变阻器的滑片；     
（3）①2.5； ②0.22； 0.66；   
（4）小华；灯丝电阻随温度的变化而变化，无法控制导体的电阻一定．

点评 本题测量小灯泡的功率，考查电路的连接、常见故障的分析判断、控制变量法的运用等知识，属于中等难度的题目．